KR102284458B1 - 부유식 수상 구조물용 완충장치 - Google Patents

부유식 수상 구조물용 완충장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부유식 수상 구조물용 완충장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부유식 수상 구조물의 단위부재를 이루는 폰툰(10-30m)들을 연결하여 파일 등 앵커로 고정하는 구조에서 부분적으로 부품을 교환해야 하거나 혹은 부재(와이어, 완충고무 등)를 국부적으로 교체해야 할 경우 전체 파일가이드나 앵커를 해체하지 않고 교체가 필요한 부위만 손쉽게 교체할 수 있도록 하여 효율성과 효용성 및 교체에 수반되는 대단위 인력과 비용을 현저히 절감할 수 있도록 개선된 부유식 수상 구조물용 완충장치에 관한 것이다.

Description

부유식 수상 구조물용 완충장치{Shock absorber for floating structures}
본 발명은 부유식 수상 구조물용 완충장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부유식 수상 구조물의 단위부재를 이루는 폰툰(10-30m)들을 연결하여 파일 등 앵커로 고정하는 구조에서 부분적으로 부품을 교환해야 하거나 혹은 부재(와이어, 완충고무 등)를 국부적으로 교체해야 할 경우 전체 파일가이드나 앵커를 해체하지 않고 교체가 필요한 부위만 손쉽게 교체할 수 있도록 하여 효율성과 효용성 및 교체에 수반되는 대단위 인력과 비용을 현저히 절감할 수 있도록 개선된 부유식 수상 구조물용 완충장치에 관한 것이다.
최근에는 바다, 강, 호수 등과 같은 수상에 부유체를 설치하여 수상 구조물을 활용하는 사례가 점차 증가하고 있다.
이러한 부유식 수상 구조물은 대표적으로 해상플랜트, 수상 낚시터, 수상공원 등으로 이용되고 있으며, 그 규모 역시 점차 증가하고 있는 실정이다.
이와 같은 부유식 수상 구조물은 다수의 폰툰이 연결되어 구성되는 것이 일반적인데, 대표적인 예로 도 1 및 도 2의 예시와 같은 요트 계류장, 즉 마리나시설을 예시할 수 있다.
도 1 및 도 2의 예시와 같은 마리나시설의 부유식 수상 구조물은 다수의 메인폰툰(MP)이 서로 체결되어 메인 로드(Main Road)를 만들고, 이 메인폰툰(MP)에 다수의 핑거폰툰(FP)이 체결되어 선박 등을 접안할 수 있도록 안내하게 된다.
이때, 서로 체결되어 있는 메인폰툰(MP)들끼리 혹은 메인폰툰(MP)과 핑거폰툰(FP) 사이에는 마찰에 의한 파손을 방지하기 위한 완충고무(10)가 설치된다.
이 경우, 완충고무(10)는 결속와이어(20)와 일체형으로 형성되어 결속와이어(20)의 양단을 메인폰툰(MP)들끼리의 대향단면에 결속하거나 혹은 메인폰툰(MP)과 핑거폰툰(FP)의 대향단면에 결속하고 이들 폰툰들 사이에 완충고무(10)가 배치되어 이들 폰툰이 해수의 유동에 따라 움직일 때 서로의 충돌을 완충시켜 폰툰들이 파손되는 것을 방지하도록 하고 있다.
때문에, 도 1과 같이 거대한 마리나시설을 하게 될 경우, 이들 완충고무(10)는 아주 꽉 끼여있는 상태로 유지되게 된다.
그런데, 이러한 일체형 구조에서는 국부적으로 결속와이어(20)가 손상되거나 혹은 완충고무(10)가 수명을 다해 교체해야할 경우 해당 부분만을 교체하는 것이 극히 어렵다.
왜냐하면, 메인폰툰(MP)과 메인폰툰(MP)이 연결되어 있는 중간지점에서 완충고무(10)를 분리하려면 결속와이어(20) 먼저 풀어야 하는데 공차가 거의 없어 풀기도 쉽지 않고, 결속와이어(20)를 풀어 낸다고 하더라도 완충고무(10)를 꺼내려면 맞물려있는 2개의 폰툰을 벌려야 하는데, 도 1과 같은 대단위 구조물에서 이를 벌릴 수도 없고, 또 벌리기 위해서는 각 폰툰 사이를 연결하는 모든 결속와이어(20)를 전부 풀고 벌려야 하기 때문에 사실상 국부적인 유지 보수는 불가능에 가깝다고 보아야 한다.
뿐만 아니라, 결속와이어(20)만 푸는 것에 그치지 않고, 전체 파일가이드와 앵커까지 해체해야 하므로 국부적인 교체는 극히 어려운 일이다.
이러한 이유로 수명이 다한 완충고무(10)나 결속와이어(20)를 부분적으로 교체하는 것이 현실적으로 어렵기 때문에 마리나설비 자체의 수명이 단축되는 문제를 안고 있다.
국내 등록특허 제10-1092348호(2011.12.05.), 고강도 콘크리트 부유체
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 부유식 수상 구조물의 단위부재를 이루는 폰툰(10-30m)들을 연결하여 파일 등 앵커로 고정하는 구조에서 부분적으로 부품을 교환해야 하거나 혹은 부재(와이어, 완충고무 등)를 국부적으로 교체해야 할 경우 전체 파일가이드나 앵커를 해체하지 않고 교체가 필요한 부위만 손쉽게 교체할 수 있도록 하여 효율성과 효용성 및 교체에 수반되는 대단위 인력과 비용을 현저히 절감할 수 있도록 개선된 부유식 수상 구조물용 완충장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 결속와이어(100)와 완충고무(200)가 서로 분리형으로 구비된 부유식 수상 구조물용 완충장치에 있어서; 상기 완충고무(200)는 부유식 수상 구조물을 구성하는 제1폰툰(300)과 제2폰툰(310)이 서로 마주보는 면에 상부와 측부가 개방되게 형성된 'ㄴ'형상의 제1고무홈(RH1)에 삽입되어 완충고무(200)의 절반보다 작게 제1폰툰(300) 쪽에 끼워지고, 나머지도 절반보다 작게 제2폰툰(310) 쪽에 끼워져 제1,2폰툰(300,310)이 상기 완충고무(200)에 의해 일정간격을 두고 맞물린 형태가 되도록 설치되며; 상기 제1고무홈(RH1)들 사이의 공간에는 제1,2폰툰(300,310)이 서로 마주하는 면을 관통하여 와이어홈(WH)까지 연장되어 체결되는 결속와이어(100)가 설치되되, 상기 와이어홈(WH)은 상기 제1,2폰툰(300,310)의 마주하는 단부 상면에 요입형성된 것을 특징으로 하는 부유식 수상 구조물용 완충장치를 제공한다.
이때, 상기 제1고무홈(RH1)의 개방된 상부는 커버(COV)에 의해 밀폐되고;
상기 제1,2폰툰(300,310)의 폭방향 양측단에는 상방은 막혀있고 측방과 폰툰간 마주하는 면쪽이 개방된 제2고무홈(RH2)이 더 형성되어 완충고무(200)가 절반 이하로 걸리도록 삽입되며; 상기 제1,2폰툰(300,310)의 각 측면에는 매립너트(410')가 매립설치되고; 상기 완충고무(200)가 제2고무홈(RH2)에 완전히 삽입된 상태에서 제2고무홈(RH2)의 입구에 상하로 적어도 하나 이상의 창살(400')이 덧대어진 후 상기 매립너트(410')에 볼트 체결된 것에도 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 부유식 수상 구조물의 단위부재를 이루는 폰툰(10-30m)들을 연결하여 파일 등 앵커로 고정하는 구조에서 부분적으로 부품을 교환해야 하거나 혹은 부재(와이어, 완충고무 등)를 국부적으로 교체해야 할 경우 전체 파일가이드나 앵커를 해체하지 않고 교체가 필요한 부위만 손쉽게 교체할 수 있도록 하여 효율성과 효용성 및 교체에 수반되는 대단위 인력과 비용을 현저히 절감할 수 있도록 개선된 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 일반적인 마리나시설의 예시적인 사진이다.
도 2는 종래 기술에 따라 마리나시설에 설비되는 부유식 수상 구조물의 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 부유식 수상 구조물용 완충장치가 메인폰툰에 설치된 예를 일부 발췌하여 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 부유식 수상 구조물용 완충장치가 메인폰툰에 설치된 예를 보인 예시적인 부분 평면도이다.
도 5는 도 4의 요부를 발췌하여 보인 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 부유식 수상 구조물용 완충장치가 핑거폰툰에 설치된 예를 일부 발췌하여 보인 예시도이다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 부유식 수상 구조물용 완충장치는 결속와이어(100)와, 완충고무(200)로 이루어지되, 이들이 일체형이던 종래와 달리 분리형으로 구현된다는 점에서 가장 큰 특징이 있다.
이를 위해, 제1폰툰(300)과 제2폰툰(310)이 서로 마주보는 면에는 제1고무홈(RH1)이 간격을 두고 각각 다수개 형성된다.
이 경우, 상기 제1고무홈(RH1)은 상부와 측부가 개방된 'ㄴ'형상의 홈이다.
그리고, 상기 제1고무홈(RH1)에는 원기둥 형상의 완충고무(200)가 끼워지는데, 완충고무(200)의 절반보다 작게 제1폰툰(300) 쪽에 끼워지고, 나머지도 절반보다 작게 제2폰툰(310) 쪽에 끼워져 제1,2폰툰(300,310)이 상기 완충고무(200)에 의해 일정간격을 두고 맞물린 형태가 되도록 설치된다.
아울러, 상기 제1고무홈(RH1)들 사이의 공간에는 제1,2폰툰(300,310)의 대향면, 즉 마주하는 면을 관통하여 와이어홈(WH)까지 연장되는 결속와이어(100)가 설치된다.
이때, 상기 와이어홈(WH)은 상기 제1,2폰툰(300,310)의 마주하는 단부 상면에 요입형성되며, 결속와이어(100)를 고정하기 위한 연결박스(BOX)를 갖는다.
즉, 연결박스(BOX) 속에서 결속와이어(100)의 단부에 구비된 볼트부가 너트 체결된다.
따라서, 결속와이어(100)가 당기는 힘에 의해 제1,2폰툰(300,310)이 완충고무(200)를 맞문 상태로 고정되게 된다.
때문에, 결속와이어(100)가 부분적으로 손상이 된 경우, 완충고무(200)와 분리형으로 구현되어 있기 때문에 해당 결속와이어(100)만 풀어서 새 것으로 교체하면 된다.
또한, 부분적으로 완충고무(200)가 손상된 경우라도 전체 마리나시설의 결속와이어(100) 및 전체 파일가이드나 앵커를 해체할 필요없이 해당 완충고무(200) 주변의 결속와이어(100)만 풀면 공차범위 내에서 유격이 생기므로 이때 해당 완충고무(200)를 상방향으로 들어 올려 빼내면 아주 쉽고 빠르게 교체 보수할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 상기 완충고무(200) 상부는 도 5의 예시와 같은 커버(COV)에 의해 보호된다.
즉, 완충고무(200)가 삽입되어 있는 제1고무홈(RH1)의 개방된 상부가 커버(COV)에 의해 밀폐됨으로서 각종 이물질이 유입되지 못하도록 차단하고 자외선에 노출되지 않도록 하여 완충고무(200)가 빠르게 열화되는 것을 억제하게 된다.
한편, 상기 제1,2폰툰(300,310)의 폭방향 양측단에는 상방은 막혀있고 측방과 폰툰간 마주하는 면쪽이 개방된 제2고무홈(RH2)이 형성된다.
그리고, 상기 제2고무홈(RH2)에도 완충고무(200)가 삽입되되 측방에서 끼워질 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 부유식 수상 구조물용 완충장치는 결속와이어(100)와 완충고무(200)를 분리형으로 구현하되, 완충고무(200)가 삽입되는 고무홈의 형태는 제1고무홈(RH1)과 제2고무홈(RH2)이 병행되거나 혹은 제1고무홈(RH1), 제2고무홈(RH2)이 각각 단독으로 형성될 수도 있다.
예컨대, 제1고무홈(RH1)과 제2고무홈(RH2)이 병행되는 경우는 폭이 큰 메인폰툰(MP)에 적용될 수 있다. 여기에서, 제1,2폰툰(300,310)은 메인폰툰(MP)에 해당한다고 보면 된다.
또한, 제1고무홈(RH1)을 단독으로 구현할 경우도 폭이 큰 메인폰툰(MP)에 적용될 수 있다.
또한, 제2고무홈(RH2)을 단독으로 구현할 경우에는 도 6의 예시와 같은 핑거폰툰(FP)에 적용될 수 있다. 이는 메인폰툰(MP)에 비해 상대적으로 폭이 작기 때문에 제1고무홈(RH1)까지 필요하지 않을 수 있다. 그렇다고, 핑거폰툰(FP)에 제1고무홈(RH1) 구조를 완전히 배제하는 것은 아니고, 폭이 충분하여 구현할 수 있는 정도라면 당연히 병행하여 설치할 수 있음은 물론이다.
특히, 제2고무홈(RH2) 형태의 경우, 오랫동안 사용시 진동 등에 의해 완충고무(200)가 개방된 측방으로 분리이탈할 수 있는 우려가 있으므로 이를 방지하기 위해 도 6에 확대도시한 바와 같이, 완충고무(200)의 길이를 제2고무홈(RH2)의 길이보다 짧게 하고, 완충고무(200)를 완전히 삽입시킨 상태에서 그 개방단의 상하로 창살볼트(400)를 적어도 하나 이상, 바람직하게는 2개 정도 설치할 수 있다.
이때, 창살볼트(400)는 장볼트이며, 제2고무홈(RH2)의 입구부 하단면에는 매립너트(410)가 설치되어 장볼트인 창살볼트(400)를 조여 고정할 수 있도록 구성될 수 있다.
그러면, 완충고무(200)가 삽입된 상태에서 그 선단 앞쪽에 창살볼트(400)가 쇠창살처럼 버티고 있기 때문에 아무리 진동에 의해 조금씩 흔들려 빠지는 방향으로 이동한다고 해도 완충고무(200)의 선단이 창살볼트(400)에 걸려 더 이상 빠져나가지 못하므로 장기간 동안 안전하게 유지될 수 있다.
다른 방법으로 도 7과 같이, 메인폰툰(MP)과 핑거폰툰(FP)의 각 측면에 매립너트(410')를 매설하고, 제2고무홈(RH2)에 완충고무(200)를 끼워 넣은 후 창살(400')을 대고 매립너트(410')에 볼트 체결하는 방식으로 고정할 수도 있다.
이 구조는 설치하기도 편리하여 사용상 편의성이 증대된다.
이때, 상기 메인폰툰(MP)과 핑거폰툰(FP)은 제1,2폰툰(300,310)이라고 보면 된다.
이에 더하여, 본 발명에서는 상기 완충고무(200)가 오랫동안 해수에 노출된 상태로 유지되기 때문에 쉽게 열화되거나 경화되어 제 기능을 발휘하지 못할 수 있다. 즉, 수명이 짧아질 수 있다.
이를 해결하기 위해, 본 발명에서는 상기 완충고무(200)를 다음과 같은 성형조성물로 성형하여 탄성완충재를 구현함으로써 장수명화를 달성할 수 있도록 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 완충고무(200)용 성형조성물은 에보나이트폼 40중량%와, 제1유화중합물 30중량% 및 제2유화중합물 30중량%로 이루어진다.
이때, 상기 에보나이트폼은 천연고무를 고도로 가류(加硫)한 것으로 단열성, 내후성, 저온저항성, 높은 쿠션완충성 및 압축회복성이 뛰어나기 때문에 사용한다.
그리고, 상기 제1유화중합물은 물 1ℓ를 기준으로 PEBAX(Polyether-block-amide) 150g, VF2(Vinylidene Fluoride) 500g, 1-2cm 길이를 갖는 유리섬유 20g, 시아노아크릴레이트(cyanoacrylate) 50g, 디에틸히드록실아민 100g을 혼합한 다음 180-200℃에서 1시간 동안 중합시킨 것을 사용한다.
여기에서, PEBAX는 저온에서도 경도변화가 작고 내피로성이 뛰어나 성형가공성이 우수할 뿐만 아니라 흡습성이 낮아 첨가되며, VF2(Vinylidene Fluoride)는 불소를 함유한 성분으로 내충격성과 내화학성을 높이기 위해 첨가되며, 유리섬유는 인장력과 완충성을 확보하기 위해 첨가되고, 시아노아크릴레이트(cyanoacrylate)는 열팽창을 억제하고 층분리를 막아 완충성을 증대시키기 위해 첨가되며, 디에틸히드록실아민은 가류성을 증대시켜 고무화를 원활하게 유도하기 위해 첨가된다.
아울러, 상기 제2유화중합물은 물 1ℓ를 기준으로 카르복실산(carboxylic acid) 100g, 올레아미드 15g, 트리메틸아민 50g, 글리콜-2-에틸헥사놀 10g, 무수 디클로로메탄(anhydrous dichloromethane) 20g을 투입한 후 50℃에서 30분 동안 교반시킨 후 디페닐포스포릴 아자이드(diphenylphosphoryl azide) 55g을 천천히 투입하여 15분간 더 교반한 후 수용성 폴리우레탄수지 250g을 첨가하여 제조된 것을 사용한다.
여기에서, 카르복실산과, 올레아미드와, 트리메틸아민와, 글리콜-2-에틸헥사놀 및 무수 디클로로메탄의 혼합은 물에 대한 접촉각과 내수성을 강화시켜 발수성 및 점착성을 증대시킨다. 특히, 올레아미드(Oleamide)는 슬립성을 강화시키고 균일 분산성을 좋게 하며, 글리콜-2-에틸헥사놀은 거품성을 억제하여 처리효율을 높인다.
뿐만 아니라, 카르복실산과 트리메틸아민은 표면의 미세 구조와 낮은 표면 에너지를 지니는 소수성을 강화시킨다. 그리고, 무수 디클로로메탄과 디페닐포스포릴 아자이드는 폴리우레탄수지와 교합되면서 내수압특성도 증대시킨다.
이렇게 성형된 완충고무(200)는 내수성, 방수성, 방습성은 물론 내변성, 신축변형 억제성이 높아 장기간 동안 탄성 완충기능을 수행하며, 쉽게 경화되지 않는 특장점을 가져 폰툰의 장수명화를 달성하는데 기여하게 된다.
100: 결속와이어
200: 완충고무

Claims (2)

  1. 삭제
  2. 결속와이어(100)와 완충고무(200)가 서로 분리형으로 구비된 부유식 수상 구조물용 완충장치로서, 상기 완충고무(200)는 부유식 수상 구조물을 구성하는 제1폰툰(300)과 제2폰툰(310)이 서로 마주보는 면에 상부와 측부가 개방되게 형성된 'ㄴ'형상의 제1고무홈(RH1)에 삽입되어 완충고무(200)의 절반보다 작게 제1폰툰(300) 쪽에 끼워지고, 나머지도 절반보다 작게 제2폰툰(310) 쪽에 끼워져 제1,2폰툰(300,310)이 상기 완충고무(200)에 의해 일정간격을 두고 맞물린 형태가 되도록 설치되며; 상기 제1고무홈(RH1)들 사이의 공간에는 제1,2폰툰(300,310)이 서로 마주하는 면을 관통하여 와이어홈(WH)까지 연장되어 체결되는 결속와이어(100)가 설치되되, 상기 와이어홈(WH)은 상기 제1,2폰툰(300,310)의 마주하는 단부 상면에 요입형성된 부유식 수상 구조물용 완충장치에 있어서;
    상기 제1고무홈(RH1)의 개방된 상부는 커버(COV)에 의해 밀폐되고; 상기 제1,2폰툰(300,310)의 폭방향 양측단에는 상방은 막혀있고 측방과 폰툰간 마주하는 면쪽이 개방된 제2고무홈(RH2)이 더 형성되어 완충고무(200)가 절반 이하로 걸리도록 삽입되며; 상기 제1,2폰툰(300,310)의 각 측면에는 매립너트(410')가 매립설치되고; 상기 완충고무(200)가 제2고무홈(RH2)에 완전히 삽입된 상태에서 제2고무홈(RH2)의 입구에 상하로 적어도 하나 이상의 창살(400')이 덧대어진 후 상기 매립너트(410')에 볼트 체결된 것을 특징으로 하는 부유식 수상 구조물용 완충장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101092348B1 (ko) 2011-04-05 2011-12-09 홍경표 고강도 콘크리트 부유체
KR20160011446A (ko) * 2014-07-22 2016-02-01 최문수 수상시설물 설치장치
KR101851933B1 (ko) * 2017-03-31 2018-04-25 주식회사 엠마리나 콘크리트 부유체

Patent Citations (3)

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